功和内能ppt课件

,第十章热力学定律,第1节功和内能,1,压缩空气使棉花点燃、搓手取暖说明什么?,对物体做功可以改变物体温度,对手哈气取暖、冷热水相兑变成温水说明什么?,传热可以改变物体温度,2,温度变时分子动能变，体积变时分子势能变，因此物体的内能决定于它的温度和体积，但是这句话却不能作为判断两物体内能大小的依据。如两物体温度和体积均相同，而内能却没有确定的关系。再如，00C的冰熔化成00C水体积减小，不能就此认为其势能也减小，而应该从改变内能的方式上分析,冰熔化过程吸收热量，内能增加，而温度不变，所增加的只是分子的势能,物体的内能与温度和体积的关系,3,阅读教材P50，思考“焦耳的实验”说明了什么？,一、焦耳的实验(Jouleexperiment),1.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关；,2.在热力学系统的绝热过程中,外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定,不依赖于做功的具体过程和方式.,类比思考：哪些力做功仅由物体的起点和终点两个位置决定，与物体的运动路径无关？,重力,电场力,重力做功对应重力势能,电场力做功对应电势能（电能）,绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换能量,它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫绝热过程.,4,任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系.我们把这个物理量称为系统的内能.,当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时,内能的增加量:,U=W,U=U2-U1,就等于外界对系统所做的功W，即：,在第七章中我们曾经学习过内能的概念是什么呢？当时讲的内能的变化与什么有关？而这一致吗？有何关系？,功是能量变化的量度,二、功和内能,5,实验表明：绝热过程中,外界对物体做功,物体的内能增加;绝热过程中,物体对外界做功,物体的内能减少.,拓展思考：在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能怎么变？若系统对外界做功呢？,温馨提示:(1)内能是物体所具有的,对于物体中的某一个具体分子,无内能可言。(2)做功方式的多样性决定了能量转化方式的多样性,不同形式的功对于内能的变化是等效的。(3)气体自由膨胀时,气体与外界相互不做功,因此这种情况下气体体积增大没有外界阻力,也就不需要对外界做功。,6,【例1】一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中()A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增大B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减小C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增大D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减小,D,触类旁通:若本题中气体是在真空中发生绝热膨胀,不考虑分子势能,气体的内能如何变化?,答案:不变(因气体在真空中绝热膨胀,无法对外做功,故内能不变)。,7,呈现雾状,1.系统指的是什么？,实验研究的对象是瓶中的气体与打气筒中的气体，那么我们的系统也就是这两部分气体。,2.出现了什么现象？,3.为什么会呈现上述现象？,阅读课本P51做一做，回答以下问题,当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使得系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出。看到雾状物的原因在于，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸汽（或酒精蒸气）有一部分被液化成小液滴。,8,【例2】（多选）如图所示，活塞将汽缸分成甲，乙两气室，汽缸，活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲，乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中的下列说法不正确的是（）A.E甲不变，E乙减小B.E甲不变，E乙增大C.E甲增大，E乙不变D.E甲增大，E乙减小E.甲中内能的增加量大于乙中内能的减少量,ABC,9,【例3】如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与